I TERREMOTI di Alimonti Fabrizio E Gastoldi Mattia 3C
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I TERREMOTI ISTITURO COMPRENSIVO G.B. RUBINI ANNO SCOLASTICO: 2014/2015 ALUNNI: ALIMONTI FABRIZIO E GASTOLDI MATTIA I TERREMOTI La crosta terrestre, è sottoposta a continue forze, movimenti causati all’ interno della crosta. Una rapido improvviso scuotimento, oscillazione della crosta terrestre prende il nome di terremoto (o sisma), che può avvenire anche sul fondale marino, e prende il nome di maremoto (o tsunami). La scienza che studia l’origine e i danni dei terremoti prende il nome di sismologia. I terremoti hanno origine nell’ipocentro e si propagano nell’epicentro, tramite onde sismiche. Si misurano tramite: • Scala Mercalli • Scala Richter La maggior parte dei terremoti sono causati dal movimento delle placche LO TSUNAMI Il termine tsunami è un termine giapponese utilizzato in tutto il mondo. Lo tsunami è un terremoto che avviene sotto il fondale marino e provoca un onda (chiamata anomala) che distrugge tutto ciò che incontra. L’onda può raggiungere livelli di circa tre metri d’altezza e per esempio nel 11 marzo 2011 in Giappone dove lo tsunami ha devastato la centrale nucleare di Fukushima. IPOCENTRO L'ipocentro è il punto all'interno della Terra dove inizia a propagarsi la frattura che genera un terremoto. L'ipocentro si trova verticalmente sotto l'epicentro e la distanza tra epicentro e ipocentro è detta profondità focale. A seconda della profondità dell'ipocentro si distinguono: • Terremoti superficiali, profondità da 0 a 70 km. • Terremoti intermedi, profondità da 70 a 300 km. • Terremoti profondi oltre i 300 km. La profondità focale può raggiungere i 700 km; meno profondo è l'ipocentro e maggiori sono gli effetti del terremoto in superficie. EPICENTRO Per epicentro si intende quel punto della superficie terrestre posto esattamente sulla verticale condotta dall‘ipocentro (che è il punto nel quale ha avuto origine il terremoto al di sotto della crosta terrestre). È l'epicentro il luogo dove il terremoto causa i danni maggiori. Le onde sismiche si propagano sfericamente dall'ipocentro. A causa del nucleo esterno che assorbe le onde S e rifrange le onde P, molti punti sulla superficie della Terra opposta all'epicentro non risentono dell'influenza del terremoto. SCALA MERCALLI La scala Mercalli è una scala che misura l'intensità di un terremoto e la causa degli effetti che può provocare. La scala Mercalli trae origine dalla semplice scala Rossi-Forel, di 10 gradi, derivando poi il nome da Giuseppe Mercalli, sismologo e vulcanologo famoso in tutto il mondo. Venne riveduta e aggiornata nel 1883 e nel 1902, anno in cui Mercalli la espose alla comunità scientifica. Nello stesso 1902 la Scala Mercalli di 10 gradi venne espansa a 12 gradi dal fisico italiano Adolfo Cancani. Essa fu in seguito completamente riscritta dal geofisico tedesco August Heinrich Sieberg e divenne nota come scala Mercalli-Cancani-Sieberg, abbreviata con MCS e detta brevemente Scala Mercalli. I GRADI DELLA SCALA MERCALLI GRADO1 SI PRESENTA EFFETTI I Impercettibile Scosse avvertibili solo dai sismografi II Molto leggera Piccole oscillazioni dei lampadari III Leggiera Scosse leggere percepite dall’uomo IV Moderata Scosse medie, oscillano gli oggetti V Piuttosto forte Scosse forti, cadono gli oggetti appoggiati VI Forte Scosse molto forti, lesioni murarie VII Molto forte Scosse fortissime, crollano camini, cornicioni… VIII Rovinosa Crollano campanili e statue IX Distruttiva Crolli e devastazioni di notevole entità X Completamente distruttiva Crollo di ponti e fratture nel suolo XI Catastrofica Rotaie piegate e divelte XII Apocalittica Crollano completamente gli edifici La scala Mercalli SCALA RICHTER La scala Richter misura la magnitudo del terremoto, cioè l’energia che esso sprigiona. I suoi valori sono compresi tra 0 (magnitudo minima) a 9 (il massimo fin ora registrato e può cambiare perché in futuro potrebbe verificarsi una magnitudo di violenza maggiore). Eventi con magnitudo di 4,5 o superiore sono abbastanza forti da essere registrati dai sismografi di tutto il mondo; invecie di magnitudo 8 o 9 ed avvengono con frequenza di circa uno all'anno. Il più grande mai registrato si verificò il 22 maggio 1960 in Cile ed ebbe una magnitudo di 9,5. I MAGNITUDI DELLA SCALA RICHTER MAGNITUDO EFFETTI 1 Può essere registrato tramite adeguati apparecchi 2 Solo coloro che si trovano in posizione supina lo avvertono 3 Fa vibrare i bicchieri 4 Fa «tintinnare» notevolmente bicchieri e piatti, causa piccoli danni 5 Crollo totale o parziale di qualche casa, pericolo per la popolazione 6 Porta a un collo di molte case, rischio maremoto 7 Pericolo di morte negli edifici, pericolo maremoto 8 Morte della popolazione colpita, maremoti con onde alte circa 40 m 9 Sono rari, creano intere spaccature della terra, distruzione totale di edifici, provoca maremoti altissimi La scala Richter LE ONDE SISMICHE Le onde sismiche sono onde che si propagano attraverso il globo terrestre generate da un terremoto, da attività vulcanica o artificialmente ad opera dell'uomo tramite un'esplosione o un'altra forma di energizzazione del terreno. Vi sono vari tipi di onde sismiche. Le onde sismiche sono onde meccaniche che sfruttano le proprietà elastiche del mezzo materiale per la loro propagazione (onde elastiche). Oggi con l'affinamento sensibile della strumentazione geofisica si è scoperto che onde sismiche, con una scala di grandezza ben inferiore, sono generate in maniera continuativa anche dal vento e dal pulsare delle onde oceaniche. TIPI DI ONDE SISMICHE Le onde sismiche naturali si dividono principalmente in due grandi categorie, in funzione di come le onde percorrono il materiale perturbato: • Onde di corpo o di volume o body wave (in inglese) • Onde P • Onde S • Onde superficiali o surface waves (in inglese) • Onde di Rayleigh • Onde di Love • Onde asimmetriche (o artificiali) Le onde sismiche ONDE DI CORPO O DI VOLUME Le Onde di Corpo o Onde di Volume sono quelle onde che si propagano dalla sorgente sismica, attraverso il volume del mezzo interessato, in tutte le direzioni. Dall'analisi matematica dell'equazione delle onde si evidenzia che esistono due tipi di onde di corpo generate contemporaneamente dalla sorgente sismica, chiamate rispettivamente: • Onda P • Onda S Tipi di onde sismiche ONDE SUPERFICIALI Le onde superficiali (o onde di superficie) vengono a crearsi a causa dell'intersezione delle onde di corpo con una superficie di discontinuità fisica, la più studiata delle quali è la superficie libera della terra, cioè la superficie di separazione tra la crosta terrestre e l'atmosfera terrestre. Queste onde si propagano guidate lungo la superficie e la loro energia decade esponenzialmente con la profondità (è questo il motivo per cui si dicono superficiali). Queste onde vengono indotte facilmente nelle situazioni in cui la sorgente sismica è poco profonda. Tipi di onde sismiche ONDE P Le Onde P sono onde compressionali, dette anche onde longitudinali o onde primarie. Queste sono simili alle onde acustiche e corrispondono a compressioni e rarefazioni del mezzo in cui viaggiano; al loro passaggio le particelle del materiale attraversato compiono un moto oscillatorio nella direzione di propagazione dell'onda. Sono le più veloci, fra le onde generate da un terremoto, e dunque le prime avvertite ad una stazione sismica, da cui il nome di Onda P (Primaria). Tipi di onde sismiche ONDE S Le Onde S o onde trasversali sono onde che provocano nel materiale attraversato oscillazioni perpendicolari alla loro direzione di propagazione. Si può immaginare come le onde che si propagano lungo una corda di lunghezza finita, che viene fatta oscillare muovendone le due estremità. Un'importante caratteristica di queste onde è che non possono propagarsi in mezzi fluidi, in cui il modulo di rigidità è nullo. Non è possibile dunque riscontrarle nel magma presente nel serbatoio magmatico di un vulcano o nel nucleo esterno della terra. Questa caratteristica è stata storicamente molto importante per gli studi geofisici riguardanti la composizione in profondità della terra. Tipi di onde sismiche ONDE DI RAYLEIGH Quando un'onda S assieme ad un'onda P incide sulla superficie libera vengono in parte riflesse ed in parte si genera un'ulteriore onda, data dalla composizione vettoriale delle due, che si propaga sulla superficie stessa, chiamata Onda di Rayleigh. Queste onde esistono sia in semispazi omogenei (in questo caso la sua velocità è circa 0,92 volte la velocità delle onde S) che disomogenei (in cui risulta essere un'onda dispersa, ossia la sua velocità è anche funzione della sua frequenza). Per meglio visualizzarle possiamo immaginare le Onde di Rayleigh come molto simili a quelle che si creano gettando un sasso nello stagno, provocando quindi uno scuotimento o un sussulto sulla superficie d'acqua. Il loro moto è vincolato in uno spazio verticale contenente la direzione di propagazione dell'onda. Tipi di onde sismiche ONDE DI LOVE Le Onde di Love sono onde superficiali, anch'esse generate dall'incontro delle Onde S con superficie libera del terreno, ma vengono generate solo nei mezzi in cui la velocità delle Onde S aumenta con la profondità (quindi siamo in presenza di un mezzo disomogeneo) e quindi sono sempre onde disperse. Le Onde di Love fanno vibrare il terreno sul piano orizzontale in direzione ortogonale rispetto alla direzione di propagazione dell'onda Tipi di onde sismiche ONDE ASIMMETRICHE Nelle tecniche per l'esplorazione del sottosuolo con perforazione di pozzi, vengono utilizzate delle onde particolari (onde flessurali), prodotte tramite opportuni trasmettitori, che si muovono asimmetricamente lungo la parete del foro. Queste onde dette onde dipolari o quadripolari, a seconda della forma dei loro lobi energetici, hanno la caratteristica di muoversi alla velocità delle onde S quando sono generate a basse frequenze e di essere polarizzabili, lungo due piani normali fra loro e passanti lungo l'asse del foro, rendendo possibile valutare ed orientare eventuali anisotropie acustiche delle formazioni rocciose attraversate. Tipi di onde sismiche LA RIFT In geologia, per rift si intende una regione in cui la crosta terrestre e la litosfera si trovano in condizioni tettoniche distensive e vengono separate sotto l'azione di forze di trazione generate dai movimenti convettivi del mantello terrestre sottostante. Le rift si formano presso zone di fragilità della litosfera, quando la crosta terrestre oceanica o continentale viene stirata dalle correnti convettive del mantello terrestre. Come ogni materiale la litosfera sottoposta alla tensione di questa trazione si può lacerare. La più grande rift è la Great Rift Valley L'assottigliamento della crosta terrestre durante il processo di sviluppo delle fratture provoca la subsidenza locale della superficie terrestre, influenzando di conseguenza la discontinuità di Mohorovičić. GREAT RIFT VALLEY La valle varia in larghezza dai 30 ai 100 km e in profondità da qualche centinaio a parecchie migliaia di metri. Si è creata dalla separazione delle placche tettoniche africana e araba, che iniziò 35 milioni di anni fa, e dalla separazione dell'Africa dell'est dal resto dell'Africa, processo iniziato da 15 milioni di anni. Il nome alla valle fu dato dall'esploratore John Walter Gregory. Qui sono stati ritrovati i resti fossili di un antichissimo ominide primitivo, cui fu dato il nome di Lucy. La rift LA FAGLIA La linea di faglia (o semplicemente faglia) è una frattura (planare o non planare) della roccia che mostra evidenze di movimento relativo tra le due masse rocciose da essa divise. I corpi rocciosi sono sottoposti a tensioni direttamente o indirettamente indotti da attività tettonica, quasi sempre indotta a grande scala dal movimento delle placche litosferiche. Dal punto di vista reologico, in prima approssimazione le rocce reagiscono a condizioni di stress comportandosi in maniera fragile oppure in maniera duttile. Solo nel primo caso si ha la formazione di una faglia. Nel secondo si ha la formazione di una piega. LA PIEGA In ambito geologico viene definita piega una deformazione duttile di masse rocciose stratificate, la cui giacitura originaria era orizzontale, in seguito a forze di compressione, ricollegabili all'orogenesi, distribuite non omogeneamente entro la massa rocciosa tanto da aver determinato una deformazione, della serie rocciosa, plastica (ossia permanente) e continua (senza rotture). Il geologo con il rilevamento geologico, ovvero la cartografia degli affioramenti di roccia (caratteristiche litologiche, geometria delle pieghe, faglie, ecc.), può stabilire la struttura tettonica in profondità e capire gli sforzi tettonici che hanno provocato la deformazione della roccia LA DERIVA DEI CONTINENTI Ipotizzata da Alfred Wegener. Quasi tutti i terremoti che avvengono sulla superficie terrestre sono concentrati in zone ben precise, ossia in prossimità dei confini tra due placche tettoniche dove il contatto è costituito da faglie: queste sono infatti le aree tettonicamente attive, ossia dove avviene il movimento delle placche più o meno lentamente "sfregando" o "cozzando" le une rispetto alle altre, generando così i terremoti d'interplacca. Più raramente i terremoti avvengono lontano dalle zone di confine tra placche, per riassestamenti tettonici. Terremoti localizzati e di minor intensità sono registrabili in aree vulcaniche per effetto del movimento di masse magmatiche in profondità. ALFRED WEGENER Wegener viene ricordato soprattutto per aver elaborato la teoria della deriva dei continenti. Iniziò a lavorare a quest'idea nel 1910. La teoria si sviluppò a partire dall'osservazione della straordinaria concordanza delle coste dei continenti affacciati attorno all'Oceano Atlantico. Nel 1911 Wegener venne a conoscenza delle nuove teorie che stavano emergendo dallo studio dei fossili. La sua teoria inizialmente non viene approvata dal mondo scientifico. Viene approvata solo dopo la scoperta delle dorsali oceaniche. IL MOVIMENTO DELLE PLACCHE Secondo il modello della tettonica delle placche il movimento delle placche è lento, costante e impercettibile, e modella e distorce le rocce sia in superficie che nel sottosuolo. Tuttavia in alcuni momenti e in alcune aree, a causa delle forze interne tra le masse rocciose, tali modellamenti si arrestano e la superficie coinvolta accumula tensione ed energia per decine o centinaia di anni fino a che, al raggiungimento del carico di rottura, l'energia accumulata è sufficiente a superare le forze resistenti causando l'improvviso e repentino spostamento della massa rocciosa coinvolta. Tale movimento improvviso, che in pochi secondi rilascia energia accumulata per decine o centinaia di anni, genera così le onde sismiche e il terremoto associato. La deriva dei continenti Alfred Wegener TERREMOTI IN ITALIA Terremoto del nord L’Aquila Avezzano Messina-Reggio Calabria TERREMOTI NEL MONDO Principe William Kamchatka Haiyuan Tohoku C. Del Messico Sumatra Valdavia AVEZZANO Il terremoto di Avezzano del 1915 fu un drammatico evento sismico avvenuto il 13 gennaio 1915, che colpì l'intera area della Marsica in Abruzzo e parte del Lazio meridionale, causando oltre 30.000 morti. Terremoti in Italia TERREMOTO DEL NORD Il terremoto dell'Emilia, Lombardia e Veneto del 2012 è un evento sismico costituito da una serie di scosse localizzate nel distretto sismico della pianura padana emiliana, prevalentemente nelle province di Modena, Ferrara, Mantova, Reggio Emilia, Bologna e Rovigo, ma avvertiti anche in un'area molto vasta comprendente tutta l'Italia Centro-Settentrionale e parte della Svizzera, della Slovenia, della Croazia, dell'Austria, della Francia sud-orientale e della Germania meridionale nei giorni: 25, 27, 29, 31 maggio e 3, 6 giugno del 2012 Terremoti in Italia MESSINA-REGGIO CALABRIA Il terremoto di Messina-Reggio Calabria del 1908, citato anche come terremoto di Messina e Reggio del 1908 o terremoto calabro-siculo del 1908, è considerato uno degli eventi più catastrofici del XX secolo. Il sisma, che si verificò alle ore 05:20 del 28 dicembre 1908, in 37 secondi danneggiò gravemente le città di Messina e Reggio, uccidendo metà della popolazione della città siciliana e un terzo di quella calabrese. Si tratta della più grave catastrofe naturale in Europa per numero di vittime, a memoria d'uomo, e del disastro naturale di maggiori dimensioni che abbia colpito il territorio italiano in tempi storici Terremoti in Italia L’ AQUILA Il 6 aprile 2009, alle ore 3:32, dopo diversi mesi di lievi scosse localizzate e percepite in tutta la zona dell'aquilano, L'Aquila è stata colpita da un terremoto di magnitudo 6.3 di magnitudo e tra l'8º e il 9º grado di distruzione della Scala Mercalli, con epicentro situato nel territorio di Roio in località Colle Miruci a confine con Lucoli Il bilancio finale è stato di 309 vittime ed oltre 1.500 feriti Terremoti in Italia TOHOKU Il terremoto di Sendai e del Tōhoku del 2011 si verificò l'11 marzo 2011 al largo della costa della regione di Tōhoku, nel Giappone settentrionale, alle ore 14:46 locali alla profondità di 30 chilometri. Il sisma, di magnitudo 9,0 con epicentro in mare e con successivo tsunami, è a tutt'oggi il più potente mai misurato in Giappone. Terremoti nel Mondo SUMATRA L'evento ha avuto inizio alle ore 00:58 del 26 dicembre 2004 quando un violentissimo terremoto con una magnitudo momento di 9,3 (originariamente di 9,0) - ha colpito l'Oceano Indiano al largo della costa nord-occidentale di Sumatra (Indonesia). Terremoti nel Mondo PRINCIPE WILLIAM Il terremoto dell'Alaska del 1964 fu un violento sisma che si abbatté sull'Alaska il 27 marzo 1964. Il terremoto ebbe una magnitudo momento di 9,2. La scossa durò tre minuti circa, provocando gravi danni alla città di Anchorage, dove crollarono diversi palazzi, si aprirono fessure nelle strade e si produsse il fenomeno della liquefazione delle sabbie. Essendo stato un evento sottomarino, il sisma generò anche uno tsunami con onde alte fino a 30 metri(nel Porto Valdes), che si abbatterono sulla costa. Terremoti nel Mondo HAIYUAN Un terremoto colpì Haiyuan nel 16 dicembre 1920 (citato anche come "terremoto di Gansu"), verso le 20:06 (ora locale). A detta degli esperti, dal punto di vista degli effetti, questo terremoto è stato classificato al massimo grado della scala Mercalli, il dodicesimo. Le vittime furono più di 200.000. Terremoti nel Mondo TERREMOTO DEL MESSICO Il terremoto del Messico del 1985 è stato un evento sismico devastante avvenuto il 19 settembre 1985 alle ore 7:19 locali in Messico di magnitudo 8,1 sulla Scala Richter, che causò oltre 10.000 vittime. L'epicentro avvenne sulla costa messicana dell'Oceano Pacifico, non molto lontano dalla capitale Città del Messico, la quale fu gravemente colpita. Terremoti nel Mondo VALDIVIA Il forte terremoto di Valdivia del 1960, conosciuto anche come il Grande Terremoto Cile , è stato un terremoto avvenuto il Domenica 22 maggio di 1960 a 15:11 ora locale. Il suo epicentro era situato nei pressi di Lumaco , provincia di Malleco , Araucania Regione , e ha avuto una magnitudo di 9,5 di magnitudo che lo rende il più potente registrata nella storia umana. Insieme con l'evento principale, c'è stata una serie di terremoti fra 21 maggio e 6 giugno che hanno interessato gran parte del sud del Cile . Terremoti nel Mondo KAMCHATKA Il sisma ha colpito alle 16:58 principale (04:58 ora locale) il 4 novembre 1952. Inizialmente assegnata una magnitudo di 8.2, il terremoto è stato rivisto a 9,0 in questi ultimi anni. Un grande tsunami di conseguenza, provocando la distruzione e la perdita di vite attorno alla penisola di Kamchatka e delle isole Curili . Hawaii è stato anche colpito, con danni stimati fino a 1 milione e di bestiame perdite, ma non sono state segnalate perdite umane. Giappone ha anche riferito vittime o danni. Lo tsunami ha raggiunto lontani come l'Alaska , il Cile e la Nuova Zelanda . Terremoti nel Mondo
